Astronomowie rozwiązują wielowiekową tajemnicę supernowej zaobserwowanej w 1181

W sierpniu 1181 astronomowie w Chinach i Japonii byli świadkami jasnej „gwiazdy gościnnej” na nocnym niebie, o której wiemy, że jest supernową – jedną z kilku supernowych zarejestrowanych w naszej Drodze Mlecznej, która była widoczna gołym okiem. Świeciło jasno przez pełne sześć miesięcy, zanim zniknęło. Astronomowie od wieków nie byli w stanie zidentyfikować pozostałości źródła SN 1181, a te szczegóły są ważne dla określenia, do której klasy należy supernowa. Teraz międzynarodowy zespół astronomów uważa, że ​​zidentyfikował to źródło jako jedną z najgorętszych gwiazd w galaktyce w mgławicy Pa30, według nowy papier Opublikowano w Astrophysical Journal Letters.

tak jak my napisałem wcześniej, Znane są dwa typy supernowych, w zależności od masy pierwotnej gwiazdy. Wybuch supernowej w żelaznym jądrze następuje z ogromne gwiazdy (większych niż dziesięć mas Słońca), które zapadają się tak mocno, że powodują potężną i katastrofalną eksplozję. Temperatury i ciśnienia stają się tak wysokie, że węgiel w jądrze gwiazdy zaczyna się stapiać. To zatrzymuje rozpad jądra, przynajmniej tymczasowo, a proces ten trwa w kółko, z coraz cięższymi jądrami atomowymi. Kiedy paliwo w końcu się wyczerpie, żelazne jądro (do tego czasu) zapada się w czarną dziurę lub gwiazdę neutronową.

Następnie jest supernowa termojądrowa. Mniejsze gwiazdy (do około ośmiu mas Słońca) stopniowo ochładzają się, stając się gęstymi jądrami popiołu znanymi jako białe karły. Jeśli biały karzeł, któremu skończyło się paliwo jądrowe, jest częścią układu podwójnego, może odciągnąć materię od swojego partnera, zwiększając masę, aż jego jądro osiągnie wystarczająco wysoką temperaturę, aby nastąpiła fuzja węgla.

Istnieją również rzadkie rodzaje supernowych. Wśród najstarszych i najsłynniejszych gwiazd „gościnnych” chińscy astronomowie zarejestrowali około 4 lipca 1054 r. Pozostawały widoczne w biały dzień przez 23 dni. Pozostałości są teraz uformowane Mgławica Krab. Niektórzy założyli, że SN 1054 Była to tak zwana supernowa „wychwytywania elektronów”, po raz pierwszy opisana około 40 lat temu.

Jeśli rzeczywiście tak jest, SN 1054 ma kuzyna z XXI wieku. w czerwcu, Poinformuj nas Ten zespół astronomów ustawiłem Niedawna druga supernowa – nazwana SN 2018zd – spełnia wszystkie kryteria supernowej wychwytującej elektrony. W tym scenariuszu gwiazda nie jest wystarczająco ciężka, aby wytworzyć supernową zawalającą żelazne jądro, ale nie jest wystarczająco lekka, by zapobiec całkowitemu zapadnięciu się jej jądra. Zamiast tego gwiazdy te zatrzymują proces fuzji, gdy ich rdzenie są zbudowane z tlenu, neonu i magnezu. W tym scenariuszu elektrony pochłaniają neon i magnez w jądrze, powodując uginanie się jądra pod własnym ciężarem. Efektem końcowym jest supernowa.

Zgodnie z tą nową analizą, SN 1181 wydaje się należeć do innej stosunkowo rzadkiej klasy znanej jako Wpisz Iax. Jest to związane z Napisz kategorię Ia, gdzie supernowa jest wynikiem układu podwójnego gwiazd, w którym jedna z dwóch gwiazd jest białym karłem. Biały karzeł zazwyczaj wyciąga wodór i hel ze swojej gwiazdy towarzyszącej, ostatecznie osiągając masę krytyczną i eksplodując, niszcząc w tym procesie białego karła. Ale zdarzają się przypadki, jak w przypadku SN 2012Z, gdzie biały karzeł traci tylko połowę swojej masy i zostaje w tyle gwiazda zombie jak reszta.

„SN 1181 jest jak dotąd jedyną historyczną supernową, która pozostała w ostatnim tysiącleciu bez konkretnego odpowiednika” – napisali autorzy. Przez lata najbardziej prawdopodobną pozostałością był pulsar radiowo-rentgenowski znany jako 3C-58, który obecnie wiruje około 15 razy na sekundę. Oznacza to, że pulsar nie stracił dużo energii wirującej w ciągu ostatnich 900 lat. W przeciwieństwie do tego, pozostałość po SN 1054, Mgławica Krab, straciła prawie dwie trzecie swojej energii obrotowej. Według ostatnich badań radiowych 3C-58, pulsar jest prawdopodobnie znacznie starszy niż SN 1181 i dlatego nie może być resztą.

Wejdź do dyskopodobnej mgławicy Pa30, którą astronomowie odkryli po raz pierwszy w 2013 roku. Pa30 jest otoczona przez rzadką i masywną mgławicę Wilk Wright Gwiazda znana jako Gwiazda Parkera. Autorzy ustalili, że pył i gaz w Pa30 rozszerzają się z prędkością ponad 1100 km/s, a zespół wykorzystał tę prędkość do wyznaczenia wieku mgławicy: około 1000 lat. To czyni go doskonałym kandydatem do reszty SN 1181.

Raporty historyczne umieszczają gwiazdę gościa między dwoma chińskimi konstelacjami, Quanxi i Huagai. Parker Star dobrze pasuje do sytuacji” Współautor Albert Zijlstra powiedział z Uniwersytetu w Manchesterze. „Oznacza to, że wiek i lokalizacja odpowiadają wydarzeniom z 1181 roku”.

Astronomowie wcześniej postawili hipotezę, że Pa30 i Gwiazda Parkera powstały w wyniku zderzenia, a następnie połączenia dwóch białych karłów, tworząc supernową typu Iax, Zijlstra i in.Nasze ustalenia są zgodne z tą hipotezą. „Tylko około 10 procent supernowych jest tego typu i nie są dobrze poznane”. Zigglestra powiedział. „Fakt, że SN1181 był słaby, ale bardzo powoli wyblakł, pasuje do tego gatunku. To jedyne takie wydarzenie, w którym możemy zbadać zarówno pozostałą mgławicę, jak i połączoną gwiazdę, a także uzyskać opis samej eksplozji. Dobrze jest móc rozwiązać zagadkę historyczną i astronomiczną”.

DOI: Astrophysical Journal Letters, 2021. 10.3847/2041-8213/ac2253 (O DOI).